1、第十三章 振动 波动 光 电磁波 相对论 第4节 光的波动性 电磁波 相对论必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训2 必 备 知 识 全 通 关 必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训3 一、光的干涉、衍射及偏振1光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现_条纹，某些区域相互减弱，出现条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象。(2)条件：两束光的频率、相位差恒定。相同亮暗必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训4(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为条纹，其余为条纹。2光的衍射发生明显衍射的条件：只有
2、当障碍物的尺寸与光的波长_，甚至比光的波长的时候，衍射现象才会明显。白色彩色相差不多还小必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训5 3光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个_的方向振动的光。特定一切方向必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训6(3)偏振光的形成让自然光通过形成偏振光。让自然光在两种介质的界面发生反射和，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。(4)光的偏振现象说明光是一种波。横偏振片折射必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训7 二、电磁场
3、 电磁波 相对论1电磁波的特点(1)电磁波是，电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向。(2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c m/s。(3)电磁波本身是一种物质，它具有能量。(4)具有波的特征，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象。3108横波垂直必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训8 2相对论的简单知识(1)狭义相对论的基本假设：狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是。光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是_。相同的相同的必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训9(2)时间和空间的相对性：时间间隔的相对性t1vc2。长度的相
4、对性ll01vc2。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训10(3)相对论速度变换公式：u uv1uvc2。(4)质能方程：E。mc2必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训11 1思考辨析(正确的画“”，错误的画“”)(1)只有频率相同的两列光波才能产生干涉。()(2)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。()(3)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。()必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训12(4)自然光是偏振光。()(5)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播便形成了电磁波。()(6)在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度
5、不变，波长变短。()(7)光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的。()必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训13 2(多选)在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光的现象，下列现象中属于光的干涉的是()A洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象B小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象C雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象D用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训14 BC A属于光的色散现象；B、C属于光的薄膜干涉现象；D属于光的单缝衍射现象。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后
6、限时集训15 3下列说法正确的是()A“3D电影”的播放和观看利用了光的衍射B色散现象表明白光是复色光C泊松亮斑是光的干涉现象D增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的12必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训16 B“3D电影”利用光的偏振现象，选项A错误；泊松亮斑是光的衍射现象，选项C错误；根据薄膜干涉条件可知，选项D错误。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训17 4(多选)(2016全国卷改编)关于电磁波，下列说法正确的是()A电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应
7、强度均垂直D利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训18 ABC 电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B正确；电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项C正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D错误。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训19 5在观察光的双缝干涉现象的实验中：(1)将激光束照在如图乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的。甲 乙必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训20(2)换用间隙更小的双缝，保持双
8、缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将(以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”)。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训21 解析(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确。(2)根据x ld 知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到屏的距离l减小时，条纹间距变窄。答案(1)A(2)变宽 变窄必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训22 关 键 能 力 全 突 破 必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训23 光的干涉、衍射及偏振 分考向训练1光的干涉、衍射比较内容干涉衍射 现象
9、在光叠加区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象 必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训24 产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小典型实验杨氏双缝干涉单缝衍射(圆孔衍射、圆盘衍射)必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训25 条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等、中央最宽 条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等图样特点不同点亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗 相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训26 2.亮暗条纹的判断方法(1)如图所示，光源
10、S1、S2发生的光到屏上某点的路程差r2r1k(k0,1,2)时，光屏上出现亮条纹。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训27(2)光的路程差r2r1(2k1)2(k0,1,2)时，光屏上出现暗条纹。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训28 3薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训29(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA和后表面BB分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现亮纹；反相叠加，出现暗纹。(3)条纹特点：单色光：明暗相间的水平条纹；白光：彩色水平条纹。
11、必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训30 4自然光和偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光 光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光 光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训31 光的干涉现象1(多选)(2017全国卷改编)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A改用红色激光B改用蓝色激光C减小双缝间距D将屏幕向远离双缝的位置移动必备知识全通关返首页
12、关键能力全突破课后限时集训32 ACD 在双缝干涉实验中相邻亮条纹的间距x ld，因此要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距可减小双缝间的距离，增大屏幕与双缝的距离，换用波长更长或频率更小的光做光源。故选A、C、D。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训33 2.如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1106 m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训34(1)已知A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107 m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.
13、15107 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37(sin 370.6，cos 370.8)。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训35 解析(1)设A光在空气中波长为1，在介质中波长为2，由ncv12得 1n21.54107 m6107 m 根据路程差x2.1106 m 所以N1x1 2.1106 m6107 m 3.5 由此可知，从S1和S2到P点的路程差x是波长1的3.5倍，所以P点为暗条纹。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训36(2)根据临界角与折射率的关系sin C 1n得 n1sin 3753 由此可知，B光在空气中波长3为 3n介533.15107 m5
14、.25107 m 必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训37 所以N2x3 2.1106 m5.25107 m4 可见，用B光做光源，P点为亮条纹。答案(1)暗条纹(2)亮条纹必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训38 光的衍射3(多选)关于光的衍射现象，下面说法正确的是()A红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训39 AC 单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，A正确；白光
15、的衍射图样是彩色条纹，故B错误；光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象，故C正确；光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在光的衍射现象，D错误。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训40 4(2019日照模拟)光传感器可用来测量光屏上的光强分布。如图甲所示为某同学利用单缝做的一个光学实验，图乙为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上的光强分布图象，则该同学所做的实验是光的(选填“干涉”或“衍射”)实验；根据图乙可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点是。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训41 甲 乙必备
16、知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训42 解析 由图乙可知，条纹中间亮、两边窄，是衍射条纹；根据光的衍射原理，则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱。答案 衍射 中间强两边弱必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训43 光的偏振5.(多选)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A图中a光为自然光B图中a光为偏振光C图中b光为偏振光D以SP为轴将B转过180后，在P处将看到光亮必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训44 AC 自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光。从电灯直
17、接发出的光为自然光，A对，B错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则C对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180后，P处仍无光亮，D错。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训45 电磁波 相对论 依题组训练1(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()AX射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训46 AB 紫外线比紫光的波长短，更不容易发生干涉
18、和衍射，选项C错误；在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，选项D错误。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训47 2(多选)关于机械波、电磁波和相对论的下列说法正确的是()A机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定B假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了C简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率D用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训48 CD 机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，选项A错误；火车以接近光
19、速的速度通过站台时，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮，选项B错误；简谐波的振动周期与传播周期相同，故单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，选项C正确；光导纤维束是用全反射来传输图象信息的，选项D正确。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训49 3如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上的人测得它们相距为L，则飞船A上的人测得两飞船间的距离(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，飞船A上的人测得该信号的速度为。必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训50 解析 狭义相对论的两个基本原理之一就是光速不变原理，因此飞船A上的人测得信号的速度仍等于c(或光速)，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B相对A是静止的，没有尺缩效应现象，则飞船A上的人测得两飞船距离应大于L。答案 大于 c(或光速)必备知识全通关返首页关键能力全突破课后限时集训51 课 后 限 时 集 训 点击右图进入 Thank you for watching!